Использование подземного пространства

Хранилища вредных и радиоактивных отходов

Кроме хранения жидких и газообразных агрессивных химических веществ, подземные выработки нередко используются для захоронения промышленных и радиоактивных отходов. Это связано с тем, что подземные хранилища имеют ряд несомненных преимуществ с точки зрения обеспечения безопасности хранения агрессивных сред по сравнению с аналогичными наземными сооружениями. С этой целью используют массивы прочных необводнённых горных пород со слабой водопроницаемостью (граниты, базальты, диабазы, габбро, гнейсы), а также массивы глин и каменных солей. Наиболее оптимальным является использование отработанных шахт и рудников по добыче полезных ископаемых, расположенных в массивах скальных изверженных нетрещиноватых горных пород на глубине свыше 1 км (рис. 2.110). Несмотря на то, что под воздействием радиации происходят изменения физико-механических свойств горных пород, понижается устойчивость массива по отношению к внешним воздействиям, повышается уровень радиоактивности, снижается стойкость бетона по отношению к химической агрессии и возникает возможность химического и радиоактивного загрязнения

подземных вод, тем не менее, согласно Шкале событий на АЭС, разработанной и действующий в МАГАТЭ, при подземном размещении ядерных энергоблоков уровень экологического воздействия снижается, примерно, на три порядка по сравнению с традиционными АЭС, располагаемыми на поверхности.

Для хранения отработанного ядерного топлива могут использоваться хранилища бассейного типа. На рис. 2.111 приводится схема такого хранилища объёмом около 2000 м3. Общая длина сооружения — около 70 м, длина бассейнов около 60 м, ширина — около 3 м, глубина — около 6 м. Конструктивно хранилище представляет собой две прямоугольные камеры, облицованные изнутри сталью. Отработанное топливо хранится в ёмкостях под защитным слоем воды.

На рис. 2.112 представлена принципиальная схема подземного сооружения, предназначенного для длительного хранения ядерных энергетических установок морских судов.

Наибольшую опасность при длительном хранении радиоактивных отходов представляют:

возможность самопроизвольной неуправляемой ядерной реакции, сопровождающейся повышенными температурой и давлением на конструктивные элементы сооружений, пожарами, взрывами.

Всё это влечет за собой выбросы радиоактивных материалов на поверхность и повышение радиоактивности в районе, прилегающем к хранилищу;

возможность утечки радиоактивности без возникновения неуправляемых ядерных реакций. Причинами этого могут быть: нарушение_гидроизоляции при хранении жидких радиоактивных отходов или проникновение в хранилище грунтовых вод, нарушение изоляционных свойств конструкций и т.п.;

природные и техногенные аварии: ураганы, штормы, оползни, обвалы, сейсмические воздействия, ошибки персонала, падения космических тел и летательных аппаратов, диверсии и т.п.

В связи с выше перечисленным при проектировании и строительстве подземных АЭС и могильников радиоактивных отходов принимается, что крепь или обделка сооружения должны воспринимать более половины силовых, радиационных и термических нагрузок, включая экстремальные, возникающие при аварийных ситуациях. Оптимальная глубина заложения таких сооружений определяется условием долговременного обеспечения геоэкологической и радиационной безопасности ядерного объекта. Применяемые строительные материалы должны служить надёжной и долговременной биологической защитой от радиации. Для этого можно использовать полимербетоны, армополимербетоны и пропитку скальной породы полимерами [Барбакадзе , Мурака-ми , 1989]. Эти материалы обеспечивают надежность работы системы сооружение — вмещающий массив и обладают повышенной несущей способностью, водонепроницаемостью, коррозионной стойкостью и долговечностью (рис. 2.113).